본 연구는 온도상승에 따른 압축을 받는 I-형강 보의 플랜지와 웨브의 국부좌굴응력해석을 위한 컴퓨터프로그램과 항복파괴전에 I-형강 보의 플랜지와 웨브에 국부좌굴이 일어나지 않을 최적 폭-두께비를 구할 수 있는 최적알고리즘의 개발이다. 본 연구에서 사용한 고온에 있어서 강재의 응력-변형도 관계식은 EC3(Eurocode3) Part1.2(2000b)를 근거하였다. 본 연구에서 국부좌굴응력과 최적 폭-두께비는 항복응력, 플랜지와 웨브의 국부좌굴계수와 폭-두께비 영향을 고려하여 해석하였다. 그리고 본 연구의 컴퓨터 프로그램을 적용한 설계 예를 들었다.
(1) 바셀린은 30 $^{\circ}C$ 이하에서는 항복치를 갖는 의소성 유동거동을 나타내며 이때의 유동특성은 Herschel-Bulkley의 유동모델과 일치한다. (2) 30-50 $^{\circ}C$ 범위에서는 Bingham 모델에 따른 이상 소성 유동 거동을 나타낸다. (3) 50 $^{\circ}C$ 이상의 고온에서는 항복치를 갖지 않는 순수한 Newton 점성유체로 간주할 수 있다. (4) 바셀린의 유동곡선은 전단속도의 단계적 증감에 따라 비가역적인 히스테리시스 루프를 그리나 루프의 면적은 온도 증가에 따라 감소한다. (5) 큰 전단속도로부터 급격히 낮은 전단속도를 부가하면 응력의 평형치에 도달할 때까지 상당한 시간을 필요로 한다. (6) 40 $^{\circ}C$ 이상 온도에서의 유동거동은 시간에 무관하다.
본 논문은 전단모드와 유동모드 하에서 자기유변유체의 빙햄 및 응답특성 실험을 실시한 것이다. 실험을 위해 전단모드와 유동모드에서 작동하는 두 가지 자기점도계가 제작되었으며, 자기유변유체는 로드사의 MRF-132LD가 사용되었다. 자기장의 변화에 따른 전단응력이 다양한 온도에서 실험적으로 실시되었다. 이로부터 직선보간법을 이용하여 항복전단응력을 도출하였으며, 온도에 따른 변화가 매우 적은 것을 확인했다. 또한 자기유변유체의 사각파에 대한 응답특성이 작동모드에 따라 비교되었다.
측정 온도 변화와 n-형 실리콘 기판 농도의 변화를 갖는 백금 쇼트키 다이오드에서 신뢰성 특성을 분석하였다. 신뢰성 측정분석의 파라미터는 순방향 바이어스에서 포화전류, 임계전압과 이상인자이고, 소자의 모양에 따라서 역방향 바이어스에서 항복전압이다. 소자의 모양은 가장자리 효과를 위한 긴직사각형과 정사각형이다. 결과로써, 백금과 엔-실리콘 접합 부분에서 증가된 농도에 의해 순방향 임계전압, 장벽높이와 역방향 항복전압은 감소되었지만 이상인자와 포화전류는 증가되었다. 순방향과 역방향 바이어스 하에서 신뢰성 특성의 추출된 전기적 파라미터 값들은 측정온도(실온,$50^{\circ}C$, $75^{\circ}C$)에서 더 높은 온도에서 증가되었다. 긴직사각형 소자가 가장자리 부분의 터널링 효과에 의해 역방향 항복 특성에서 정사각형 소자보다 감소되었다.
본 연구는 IGBT 구조에서 JFET 영역의 드라이브 인 확산거리 및 JFET영역의 윈도우의 크기에 따라서 항복전압과 온상태 전압강하 특성을 분석하였다. 시간은 동일하게 하면서 온도를 상승시켜 확산거리를 조정하였으며, 그 결과 항복전압은 감소되나, 온 상태 전압 강하 특성은 현저하게 좋아지는 것을 알 수 있었다. 따라서 드리프트 층의 비저항을 변화시켜 항복전압을 1440V로 고정하여 1.15V의 낮은 온 상태 전압 강하 값을 얻을 수 있었다. 따라서 본 연구결과를 토대로 Planar Gate IGBT에서는 JFET 영역의 공정 및 설계 파라미터를 효율적으로 조절한다면 같은 항복전압을 기준으로 상당히 낮은 온 상태 전압 강하 값을 확보할 수 있어, 소비전력의 측면에서 충분히 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
초박막 재산화 질화산화막을 $1050^{\circ}C-1100^{\circ}C$ 온도에서 20, 40초 동안 산소 분위기에서 램프 가열 방법의 급속 열처리 공정에 의해 형성 시켰다. 초박막의 전기적 특성은 누설전류, 항복전압, 시간종속 항복과 F-N 관통을 분석 하였다. 질화와 재산화 조건에 따른 전하포획의 의존성 즉 고전계 스트레스에 유기되는 항복전하량$(Q_{BD})$ 증가 여부와 평탄대역 전압이동$(\DeltaV_{FB})$을 연구하였다. 분석 결과에 의하면, 급속 열처리 재산화시 유전적 성질이 상당히 개선되었고, 항복전하량은 증가되었으며, 평탄대역전압은 감소 되었다.
분말사출재의 항복응력을 효과적이고 간단한 방법으로 측정하기 위해서 수차 장치를 사용한 항복응력 측정장치를 개발하였다. 수차 방식은 벽면 미끄러짐을 고려할 필요가 없는 장점이 있으나 전단률에 따른 점도 변화 측정에는 사용할 수 없는 단점도 있다. 수차 장치의 타당성 검토를 선형유체를 사용하여 검증하였으며, 수차 장치의 양단에서 나타나는 오차도 실험적으로 확인하였다. 분말 현탁액의 일반적인 특징이라고 여겨지는 항복 시 발생하는 순간 최대 토오크는 측정 장치의 제어기 특성에 따른 영향이 큰 것을 확인하고 안정 토오크 영역을 항복응력 계산의 기준으로 결정하였다. 측정되는 토오크에서 수차의 회전 저항에 따른 효과를 제거하기 위해 다양한 속도에서 측정된 토오크를 선형함수로 근사하여 회전 속도가 없을 때의 토오크를 얻었다. 측정 방법의 일반적인 검증을 위해 텅스텐 카바이드 분말과 왁스계 바인더를 이용한 분말사출재의 항복응력을 온도와 분말 충전률 변화에 따라서 측정하였다.
계란찜 제조시 물의 첨가량,가열 온도와 시간, pH, NaCl의 첨가량이 전란액의 점도와 색, 계란찜의 텍스쳐와 색에 미치는 영향을 조사하였다. 계란찜은 계란을 할난시켜 완전히 섞어 계란액을 만든 다음ultrasonicator로 탈기시키고 10$0^{\circ}C$의 증기로 7분간 가열한 다음 22$^{\circ}C$에서 90분간 냉각시켰다. 그 결과 물의 첨가량은 50% 이상부터 계란액의 점도와 계란찜의 견고성 및 항복응력에 현저한 감소가 있었다. 계란액의 색은 a와 b값의 감소가 현저하였고, 계란찜은 ( - )값 범위에서의 a값이 더 낮아져 녹색이 짙어짐을 보였다. 가열 온도의 증가는 응고시간의 단축과 높은 항복응력이 측정되었으나 변형도는 감소함을 보였다. 가열시간에 따른 계란찜의 L과 b값은 9$0^{\circ}C$와 10$0^{\circ}C$에서 감소함을 보였고, a값은 8$0^{\circ}C$에서 감소함을 보였다. 소금의 첨가를 1.3%까지 하였을 때 계란찜의 항복응력과 단단함이 크게 증가하였지만, 색은 약간의 b값 감소 외에는 큰 차이가 없었다. 계란액의 pH를 4.0에서 10.0으로 증가시켰을 때 pH 6.0에서 점도가 가장 낮았으나 계란찜은 항복응력과 단단함에서 가장 높은 값을 보여주었고 pH 8.0 이상에서는 L값과 b값의 감소가 현저하였다. 이상의 결과에서 물의 첨가량과 가열온도, 가열시간, 소금첨가량은 계란찜의 텍스쳐 및 색특성에 영향을 줌이 밝혀졌다.
섭입 및 열개와 같이 대변형을 수반하는 지구동역학적 현상 발생은 암석권의 국지적인 약대의 발달이 필요하다. 이러한 약화 기작 중 하나인 전단열은 암석권의 온도를 국부적으로 높여 강도를 낮추는 역할을 하여 암석권 파괴를 촉진시킬 수 있다. 본 연구에서는 전단열에 대한 정량적인 분석을 위하여 2차원 탄소성 인장 분지 모형을 제작하여 기존 수치 모사 연구를 벤치마크하였다. 암석권의 항복강도, 인장 속도, 변형량- 및 온도-의존성 약화 현상 등을 조절하여 전단열 발생량에 미치는 영향을 분석하였다. 실험 결과, 약화를 고려하지 않은 경우 전단열의 발생량은 암석권의 항복강도 및 인장 속도와 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 기준 모형인 항복강도 100 MPa, 인장 속도 2 cm/yr로 설정된 경우, 총 20 km 인장된 시점(0.025의 변형률)에서 ~ 50 K의 온도 상승을 보여주었다. 소성 변형 및 온도에 따른 약화가 포함된 경우에는, 더 효율적인 약화 기작이 더 강한 전단열의 생성으로 이어지는데 이러한 현상은 약화 기작과 전단열 발생 사이에 양성되먹임이 작용함을 지시한다. 또한 변형 초기에 급격한 전단열 발생량을 보여주지만, 변형이 지속되어 암석권의 강도가 약화되면 전단열 발생 속도가 최대 ~ 80% 감소했다. 이는 약화 기작이 포함된 경우 전단열은 비교적 손상되지 않은 상태인 암석권의 강도에 큰 영향을 미침을 시사한다.
국내산 메조 및 차조의 호화전분액의 농도와 온도에 따른 유동특성을 구명하였다. 메조 및 차조의 호화전분액은 의가고성 유체의 성질을 보여주었으며, 각각의 호화전분액 농도에서 일정 전단속도에 대한 전단응력의 크기는 메조전분보다 차조전분이 높았다. 메조와 차조의 호화전분액의 유동특성은 지수법칙에 잘 적용되었으며 이 때 유동지수 n값은 1% 호화전분액에 있어 메조전분의 경우 0.96, 차조전분의 경우 0.74이나, 5% 호화전분액에 있어서는 메조전분의 경우 0.35, 차조전분의 경우 0.24로 농도증가에 따라 의가소성이 증대되었다. 점조도지수 K값의 경우 농도의존성이 보다 현저하였다. 조전분 호화액은 일정농도 이상에서 항복응력을 보이며, 이 때 농도와 항복응력의 평방근 사이에는 직선관계가 있었고 항복응력이 영이되는 호화전분액 농도는 메조전분의 경우 2.19%, 차조전분의 경우 1.69%로 예측되었다. 3% 조전분 호화액에 대하여 온도에 따른 유동특성을 분석시 일정 전단속도에 대한 전단 응력의 크기는 온도가 낮아짐에 따라 증가하였으며, 특히 $20^{\circ}C$의 측정온도에서 이런 현상이 현저하였다. 이때, 측정온도가 높아지면 유동지수 n값은 증가하고 점조도지수 K값은 감소하였는데 이는 메조 및 차조전분에 공통적인 현상이었다. 점조도지수 K값과 온도와의 관계는 아레니우스 식에 잘 적용되었으며, 3% 호화전분액의 경우 활성화에너지는 메조전분의 경우 2.89kcal/mol, 차조전분의 경우 3.18kca1/mo1이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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